Paradoks u šalici čaja

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• čaša/šalica s vodom
• filtar vrećica s listićima čaja
• slamka ili žličica

Postupak izvođenja:
Istresi listiće iz filtar-vrećice u vodu. Slamkom promiješaj vodu.

Što se događa?
Gdje će se skupiti listići čaja kad prestaneš miješati? Hoće li svi listići biti na dnu čaše uz njezin rub? Kako se mijenja centrifugalna sila od središta prema rubovima čaše? Gdje je brzina listića najveća? (Da bi stigli istodobno, tko mora brže trčati, onaj tko trči po stazi većega ili manjega polumjera?) Što će biti s brzinom listića kada prestane miješanje? (Obrati pozornost na brzinu listića uz stijenku čaše.) Koja sila djeluje između listića i stijenke? Kako ona djeluje na brzinu listića? Kako smanjenje brzine utječe na tlak?

Zašto se to događa?
Budući da se, zbog trenja sa stijenkom čaše, brzina gibanja vode uz rub smanji, tlak se poveća pa tjera listiće čaja prema sredini dna čaše te se tu napravi kupčić.

A znaš li...
... da je ova pojava proturječna (paradoksalna) očekivanju da će se (zbog centrifugalne sile) listići skupiti uz rub čaše?
... da i horizontalan vjetar puše iz područja većeg tlaka zraka prema području manjeg tlaka?
... da se zrak giba prema središtu ciklone jer ga područje niskog tlaka počne usisavati?

Tamo gdje je brzina strujanja veća, tlak se smanjuje, a sa smanjenjem brzine gibanja tekućine smanji se dinamički tlak pa se statički tlak poveća i tjera listiće prema sredini.

Prazna i puna baterija

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• prazna baterija od 1,5 V
• puna baterija od 1,5 V

Postupak izvođenja:
Pusti svaku od baterija u uspravnom položaju da padne na tvrdu podlogu s visine od oko 5 cm.

Što se događa?
Prazna baterija odkoči prilikom pada, a puna baterija ne.

Zašto se to događa?
U praznoj bateriji je osušeni elektrolit pa se ona ponasa kao kruto tijelo, odnosno, sudara se s podlogom elastično. Analogon elastičnog sudara je npr. sudar čeličnih kuglica. Baterija koja još proizvodi električni napon sadrži elektrolit u vidu paste pa se prilikom sudara s podlogom ponaša sličnije tijelu ispunjenom tekućinom. Sudar s podlogom je neelastičan (plastičan). Analogon je npr. sudar plastelinskih ili glinenih kuglica.

A znaš li...
.. je mjera elastičnosti sudara tzv. koeficijent restitucije.

Eksplozija boja

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• tanjur
• mlijeko
• prehrambene boje
• štapić s vatom
• tekuće sredstvo za pranje suđa

Postupak izvođenja:
U tanjur ulij malo mlijeka. U sredinu tanjura na površinu mlijeka kapni po jednu kap od svake boje vrlo blizu jedne drugoj. Štapić s vatom umoči u tekuće sredstvo za pranje i dodirni njime mjesto gdje su kapljice boja.

Što se događa?
Događa se naglo širenje boja i kovitlanje njihovih oblika u tanjuru s mlijekom.

Zašto se to događa?
Tekuće sredstvo za pranje smanjuje površinsku napetost tekućine pa boja slobodno poteče kroz mlijeko. Tekuće sredstvo za pranje slabi kemijske veze među bjelančevinama i mastima u mlijeku i prehrambenim bojama.

A znaš li...
.. upravo na spomenutom slabljenju kemijskih veza među nečistoćama i npr. tkaninom ili suđem odvija se proces pranja.

Igra boja

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• kap zelene prehrambene boje
• papirnati ubrus
• čaša s vodom
• škarice

Postupak izvođenja:
Od papirnatog ubrusa izreži traku pa na sredini kapni malo prehrambene boje. Stavi jedan kraj papirnate trake u čašu s vodom tako da zelena mrlja bude izvan vode i počekaj 15 minuta.

Što se događa?
Zelena mrlja je nestala, dio papira neposredno iznad položaja gdje je bila je plav, a dio iznad plavog je žut.

Zašto se to događa?
Većina boja je napravljena od obojenih tvari - komponenti koje voda ili alkohol mogu razdvojiti. Zbog kapilarne elevacije voda se podiže papirom, otapa zelenu mrlju i postupno podiže komponente njezine boje, plavu i žutu, prema gore, u različitom stupnju.

Voda u cjediljki

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• mala cjediljka
• ulje
• tanjur
• voda

Postupak izvođenja:
Može li cjediljka zadržati tekućinu? Umoči cjediljku u tanjur s uljem. Otresi ga pažljivo. Tad vrlo polako ulijevaj u nj vodu.

Što se događa?
Napunit će se vodom. Izbliza se vidi kako voda napinje žičanu mrežu cjediljke ali je ne probija.

Zašto se to događa?
Za pojavu je odgovoran površinska napetost vode. Ulje pomaže samo uoliko što žičanoj mrežici cjediljke daje glatki „ogrtač“ i smanjuje površinu rupica mrežice.

Veliki bijeg vode

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• 2 papirnata ubrusa
• voda
• čaša
• tanjur

Postupak izvođenja:
Napuni čašu vodom i pokraj nje stavi tanjur. Smotaj papirnati ubrus u „fitilj“, uroni jedan kraj u vodu, drugi u tanjur kao na slici.

Što se događa?
Nakon nekoliko minuta voda će početi putovati papirom prema tanjuru i dno tanjura će se smočiti. Voda neće teći nego vrlo sporo curiti u tanjur. Pokus treba vremena. Kad se izjednači razina vode u tanjuru s razinom vode u čaši ona će prestati prelaziti.

Zašto se to događa?
Papir je građen od celuloze pune sitnih kanalića koji primaju vodu kapilarnom elevacijom. Na sličan se način voda penje stabljikom biljke.

Trka papirnatih crvića

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• papirnati ubrusi
• kapaljka s vodom
• škarice

Postupak izvođenja:
Papirnati crvi su trakice širine oko 1 cm izrezane od papirnatih ubrusa i presavijene u „harmonike“. Poredaj ih u liniju i označi im cilj kao na slici. Pokapaj crviće vodom iz kapaljke u sredini i na „repu“.

Što se događa?
Crvići gmižu prema cilju.

Zašto se to događa?
Kapilarna elevacija postoji u papiru jer je građen od celuloznih vlakana.

Derbi deterdženata

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• 2 posude s vodom
• bijeli konac
• 1 žlica tekućeg ili praškastog deterdženta za rublje

Postupak izvođenja:
Dodaj deterdžent u jednu posudu s vodom pa u svaku stavi malo konca.

Što se događa?
U posudi s vodom konac pliva, a u onoj s deterdžentom konac potone.

Zašto se to događa?
Konac u posudi s deterdžentom je potonuo jer se natopio vodom. Detergent je sredstvo koje kad ga pomiješamo s vodom uzrokuje brže (učinkovitije) močenje (namakanje) tkanine i tako pomaže u odstranjivanju prljavštine s tkanine.

Putujuće čačkalice

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• 5-6 čačkalica
• kocka šećera
• komadić sapuna
• posuda s vodom

Postupak izvođenja:
U sredinu posude s vodom stavi kocku šećera, a oko nje čačkalice. Zatim ulij svježu vodu i ponovi pokus tako da umjesto šećera upotrijebiš komadić sapuna.

Što se događa?
Kad je u sredini šećer, čačkalice se pomiču prema njemu. Kad je u sredini sapun, čačkalice se odmiču od središta posude.

Zašto se to događa?
Voda ulazi u kocku šećera pa se time stvara tok vode prema središtu. Sapun smanjuje površinsku napetost od središta prema rubovima pa se radi toga čačkalice pomiču prema rubu posude.

Gibanje molekula

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• čaša hladne vode
• čaša tople vode
• kap tinte ili prehrambene boje

Postupak izvođenja:
U svaku čašu kapnemo kap boje i motrimo kako se boja razlijeva u hladnoj vodi, a kako u toploj.

Što se događa?
Boja se brže razlijeva u toploj vodi.

Zašto se to događa?
U vodi veće temperature brže je gibanje molekula.

A znaš li...
.. da se inačica pokusa može pokazati tabletom šumećeg C vitamina ili kalcija i gledanjem kako se rastapa

Mjerenje sjene

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• olovka
• gumica
• džepna svjetiljka

Postupak izvođenja:
Olovku zabodi u gumicu. Uperi u nju svjetiljku i promatraj duljinu sjene olovke.

Što se događa?
Duljina sjene ovisi o kutu pod kojim je nagnuta svjetiljka.

A znaš li...
... je sjena prostor do kojeg ne dopire svjetlost. Kut upada sunčeve svjetlosti različit je u različito doba godine. Na sjevernoj Zemljinoj polutci kut je najveći ljeti, a najmanji zimi. Duljine sjena su najmanje ljeti, a najveće zimi.
... zbog promjenljivog kuta upada sunčeve svjetlosti na Zemlji postoje godišnja doba. Promjenljiv kut upada sunčeve svjetlosti je posljedica nagnutosti Zemljine osi vrtnje u odnosu na ekliptiku - ravninu njezine revolucije
... je mjereći sjenu štapa antički učenjak Eratosten još u 2. st pr.n.e. odredio polumjer Zemlje.
... je zenit točka kada je kut upada sunčeve svjetlosti 90°. Tada predmeti nemaju sjenu. Sunce je u zenitu na sjevernoj obratnici na dan ljetne suncostaje, a na južnoj Zemljinoj obratnici na dan zimske suncostaje
.. se Zemljinu vrtnju može opaziti tako da se ispred prozorskog stakla (npr učionice) učvrsti papir pa se svaki dan u isto vrijeme promatra (može se i ocrtati, zabilježiti olovkom) kako na papir pada sunčeva svjetlost (tj kako se mijenja „pomiče“ sjena).

Sjajan novčić

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• ocat
• bakreni novčić
• plitka posudica

Postupak izvođenja:
Stavi novčić 5 minuta u ocat.

Što se događa?
Novčić postaje sjajan.

Zašto se to događa?
Kisik iz zraka s bakrom novčića formiraju na njegovoj površini sloj bakrenog oksida. Octena kiselina kemijski reagira s bakrenim oksidom, otklanja ga i tako ulašti novčić.

A znaš li...
.. i limunska kiselina jednako kao i ocat ulašti novčić.

Limun spašava jabuku

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• limun
• jabuka
• nož

Postupak izvođenja:
Podijeli jabuku na 4 dijela. Dva dijela pokapaj limunovim sokom i pusti da stoje 3 sata.

Što se događa?
Dijelovi jabuke koji su bili pokapani limunovim sokom zadržali su svoju boju, a dijelovi koji nisu bili tretirani limunovim sokom su potamnili do smeđe boje.

Zašto se to događa?
Neki kemijski spojevi iz jabuke čim dođu u doticaj s kisikom iz zraka razaraju stanice jabuke, što rezultira smeđom bojom. U limunovu soku je vitamin C (askorbinska kiselina) koji usporava tu reakciju i tako čuva boju i okus jabuke.

A znaš li...
.. se isto događa banani.
.. je kod pripremanja voćne salate potrebno paziti da se jabuku i bananu odmah nakon rezanja umoči u limunov sok kako njihovi komadići ne bi potamnili.

Pobakrena igla

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• veća igla
• 10 - 15 bakrenih novčića
• plitka posudica
• limun
• sol

Postupak izvođenja:
U posudicu stavi novčiće i prelij ih limunovim sokom. Dodaj prstohvat soli i počekaj 3 minute. Za to vrijeme očisti iglu i stavi je 15 minuta u posudu s novčićima.

Što se događa?
Igla je presvučena slojem bakra (koji se neće moći odstraniti).

Zašto se to događa?
Bakar s novčića s limunovom kiselinom tvori bakreni citrat. Metal od kojega je izrađena igla kemijski reagira s bakrenim citratom tako da se na površini igle nataloži tanak sloj bakra.

Napuhivanje balona

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• plastična ili staklena boca
• prašak za pecivo
• limun
• voda
• balon

Postupak izvođenja:
U bocu stavi malo vode (30 ml) i prašak za pecivo pa dobro izmiješaj. Iscijedi limun pa sok ulij u bocu i odmah na njezino grlo navuci balon.

Što se događa?
Balon se napuhuje.

Zašto se to događa?
Otopina prašaka za pecivo je lužina. Kad kemijski reagiraju lužina i (limunska) kiselina u boci nastaje plin ugljikov dioksid. On napuhuje balon.

A znaš li...
.. se umjesto praška za pecivo može upotrijebiti soda bikarbona (a to je natrijev hideogenkarbonat NaHCO₃)
.. prašak za pecivo obično sadrži natrijev, kalijev ili amonijev hidrogenkarbonat ili njihovu smjesu. Djelovanje mu se temelji na otpuštanju ugljikovog dioksida CO₂.
.. se inačica pokusa može napraviti s gumenom rukavicom za jednokratnu upotrebu. U svaki prst rukavice se stavi prašak za pecivo, zatim ulije ocat te se odmah zaveže otvor rukavice kako plin koji će se kemijskom reakcijom stvarati ne bi izlazio. Rukavica se napuhne pa nastaje „ruka King Konga“.

Sirutka

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• posuda
• mlijeko
• ocat

Postupak izvođenja:
U posudici pomiješaj mlijeko i ocat.

Što se događa?
Na dnu smjese formira se gusta sirutka.

Zašto se to događa?
U kemijskoj reakciji octa i mlijeka, mlijeko se razdvaja na lipide, masti, minerale i protein kazein. Ovaj protein je građen od vrlo dugih lanaca molekula sličnih strukturi gume.

A znaš li...
... je sirutka zeleno-žuta tekućina - sporedni proizvod u proizvodnji sira, odnosno koagulaciji proteina zvanog kazein. Njezina primjena u ljudskoj prehrani započela je nakon što se spoznalo da je sirutka izvanredan izvor visokovrijednih proteina. Sastav i svojstva sirutke ovise o tehnologiji proizvodnje sira te o kakvoći upotrebljenog mlijeka. Najveći dio sirutke je voda (94 %), ostatak je suha tvar koju čine laktoza (75 %), proteini (14 %) te masti i mineralne tvari (11 %).Proteini sirutke sadrže sve esencijalne aminokiseline, a njihova je vrijednost i u tome što su potpuno probavljivi i iskoristivi. Proteini sirutke najveću primjenu imaju u prehrani sportaša. Svježa sirutka postoji u dva oblika. Slatka koja se dobiva prilikom proizvodnje tvrdih sireva (čedar, švicarski sir), i kisela sirutka koja se dobiva prilikom proizvodnje svježeg kravljeg sira.

Dekalcifikacija

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• kreda
• ocat

Postupak izvođenja:
Stavi kredu u malo octa i počekaj 5 minuta.

Što se događa?
Kreda se potpuno rastopi.

Zašto se to događa?
Kreda je kalcijev karbonat koji kemijski reagira s octenom kiselinom.

A znaš li...
..da se pećine i stijene formiraju slično jer se kamen topi od kiselina iz kiša.
..da se i školjka rastopi u octu jer je građena također od kalcijeva karbonata. No, školjki za rastapanje u octenoj kiselini treba 4 dana. Zapravo se ne rastopi, nego postane krta, lomi se, pretvara u prah.
…da se sličan pokus može izvesti tako da se jaje stavi u ocat. Nakon 24 sata ljuska mu se dekalcificira, postane potpuno meka, može se obrisati papirnatim ubrusom i preostaje jaje u mekoj unutarnjoj prozirnoj ljusci kroz koju se može vidjeti unutrašnjost jajeta (npr. da žumanjak pliva na bjelanjku). Ako se na ljusci jajeta prethodno voštanim bojicama napravi crtež, vosak će zaštititi ljusku jajeta od dekalcifikacije i crtež će ostati sačuvan.

Magija papira - Möbiusova traka

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• papir
• škare
• ljepilo
• olovka

Postupak izvođenja:
Od papira izreži vrpcu, presavij je jednom pa zalijepi. Po vrpci olovkom vuci crtu sve dok se ne spoji s početkom crte.

Što se događa?
Ne postoji nijedna strana trake koja nije iscrtana.

Zašto se to događa?
Möbiusova traka je ploha s jednom stranom i jednim rubom.

A znaš li...
.. kad bi mrav puzao po Möbiusovoj traci mogao bi ići od bilo koje točke do bilo koje druge a da pritom nijednom ne prijeđe preko ruba.
.. Möbiusova traka ima i svoju praktičnu primjenu. Mnogi izumi temelje se na svojstvu jednostranosti Möbiusove trake. 1923. Godine Lee De Forest izumio je patent za Möbiusovu filmsku vrpcu koja snima zvuk na obje “strane”. Ista ideja primjenjivala se i kod audio kazeta tako da ste muziku slušali dvostruko dulje. U tvornicama su pokretne trake spojene poput Möbiusove da bi trajale dulje. Möbiusovu traku koriste i fizičari. 1963. godine Richard L. Davis izumio je nereaktivni otpornik. Oblažući metalnu traku s obje strane nevodljivom trakom i formirajući trostruku Möbiusovu traku, Davis je otkrio da prilikom protoka elektrona kroz metalu oba smjera „elektroni prolaze sami kroz sebe“, traka ima razna poželjna elektronička svojstva.
... je Möbiusova traka opčinilae i mnoge umjetnike. Jedna velika Möbiusova traka postavljena je na rotirajuće postolje ispred ulaza u Muzej povijesti i tehnologije u Washingtonu. Švicarski kipar Max Bill napravio je mnogo apstraktnih radova na temu Möbiusove trake. Grafičari je često koriste u svojim radovima, a postala je besmrtna zahvaljujući grafikama M. C. Eschera. 1967. godine u Brazilu je izdana marka u častmatematičkog kongresa na kojoj je bila Möbiusova traka. Traka se našla i na belgijskoj markiiz 1969. godine. Möbiusova ploha je tema i u mnogim SF pričamanpr. “Zid tmine” Arthura C. Clarka.
... se pomoću Möbiusove trake može napraviti zanimljiva čestitka: duž Möbiusove trake ispiši riječi poruke “sretan rođendan”, onoliko puta koliko vam stane na traku. Primatelj će vrteći traku, moći pročitati vašu čestitku beskonačno mnogo puta. Interesantno je da će riječi koje se čitaju uvijek dolaziti uspravne, iako su “s druge strane” slova naglavačke.

Masnoće

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• papir
• olovka
• maslac
• čips
• mlijeko
• vrhnje
• limun
• med

Postupak izvođenja:
Na papiru nacrtaj 6-7 polja (npr. oblika kruga) za svaku namirnicu, ispod svakog kruga upiši ime namirnice pa komadić svake utrljaj u odgovarajući krug. Nakon 10 minuta promotri papir s prednje i stražnje strane.

Što se događa?
Neki krugovi će biti suhi, drugi će biti masni. Različite namirnice ostavljaju na papiru trag masnoće. .

Zašto se to događa?
I voda i masnoća iz namirnica popunjavaju prostore među vlaknima papira. Voda nakon par minuta ispari, masnoće ostaju. Mogu se odstraniti, kao i sa tkanine, jedino sapunom ili detergentom koji ih otapaju.

Obojena ulja

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• kreda u boji
• jestivo ulje
• voda
• ocat
• tanjur ili posuda
• upijajući papir

Postupak izvođenja:
Kredu u boji usitniti i izmješati sa žlicom jestivog ulja. Tako postupiti za nekoliko različitih boja. U tanjur s vodom uliti malo octa pa obojena ulja staviti na vodu. Počekati neko vrijeme da se izmiješa pa na to položiti papir.

Što se događa?
Ulje je manje gustoće od vode i pliva na njoj. Ocat, kreda i voda kemijski reagiraju i stvaraju vrtloge i zanimljive oblike koje papir upija.

Ledena hvataljka

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• posuda s vodom
• kocka leda
• čačkalica
• sol

Postupak izvođenja:
Kocku leda stavi da pliva na vodi. Kako je podići pomoću čačkalice? Stavi čačkalicu na led i posoli ga

Što se događa?
Led se malo otopi, nakon čega se zaledi i zaleđivanjem zalijepi čačkalicu uz led. Tad ih možemo skupa podignuti.

Zašto se to događa?
Posipanje soli po ledu otapa led, a slana se voda smrzava na nižoj temperaturi nego obična voda. Topljenje leda zahtijeva dovođenje topline. Ta se toplina uzima iz vlažnog dijela leda ispod žigice gdje nema soli pa se taj dio smrzne i tako zalijepi čačkalicu za led.

Limenka vrteška

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• limenka
• posuda s vodom
• čekić i čavao
• konac

Postupak izvođenja:
Čekićem i čavlom na bočnoj plohi limenke izbuši nekoliko rupica. Čavlom savij rupice sve na istu stranu. Limenku ovjesi o konac i napuni je vodom. Podigni limenku na koncu.

Što se događa?
U kojem se smjeru limenka okreće? U kojem bi se smjeru okretala limenka da su rupice zakrenute na drugu stranu?

Zašto se to događa?
Voda izlazi iz limenke, a ona se vrti. Limenka se vrti na suprotnu stranu od istjecanja vode jer je ukupna kutna količina gibanja sustava (limenka + voda) očuvana.

A znaš li...
... da na gibanje ovoga sustava imaju utjecaj međumolekulske sile i trenje?
... da više širih rupica uzrokuje bržu vrtnju limenke?
... da se istjecanjem vode smanjuje moment tromosti limenke pa se povećava brzina vrtnje?
... da klizači mijenjaju brzinu vrtnje na ledu širenjem i skupljanjem ruku?

Gdje je tu fizika
Kutna količina gibanja (moment količine gibanja ili impulsni moment ili zamah) opisuje rotaciju čestice ili tijela i umnožak je momenta tromosti i kutne brzine. Ukupna kutna količina gibanja zatvorenog sustava ostaje očuvana (to proizlazi iz II. Newtonova zakona za rotaciju) pa se smanjenjem momenta tromosti tijela njegova kutna brzina poveća.

Koliko čavala stane u čašu punu vode

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• staklena čaša
• boca s vodom
• čavli
• sredstvo za pranje posuđa

Postupak izvođenja:
U čašu ulij vodu do samog ruba. Oprezno i polagano ubacuj čavao po čavao. Lagano na površinu vode kapni jednu kap tekućeg sredstva za pranje posuđa.

Što se događa?
Ako u čašu punu vode ubaciš nekoliko čavala, hoće li se voda preliti preko ruba čaše? Zašto se voda nije prelila? Kakva je bila površina vode na početku pokusa? Kakav utjecaj ima to sredstvo na silu površinske napetosti?

Zašto se to događa?
Opreznim i polaganim ubacivanjem može se ubaciti desetak i više čavala, bez prelijevanja vode. Voda se na površini ponaša kao napeta opna koja uz rub ima udubljen (konkavan) oblik jer voda moči stijenke staklene čaše. Ubacivanjem čavala površina vode postaje izbočenom (konveksnom). I to je posljedica površinske napetosti. Kada na površinu vode kapnemo jednu kap tekućeg sredstva za pranje posuđa i pričekamo da se ona proširi do rubova čaše, voda se prelije. To se dogodilo zato što je deterdžent smanjio njezinu površinsku napetost. Tako je jedna jedina kap prelila čašu, a to nije uspjelo hrpi čavala.

A znaš li...
... da se obujam čavala ubačenih u vodu može odrediti uz pomoć menzure? Približni se obujam može izračunati i mjerenjem dimenzija čavala i brojenjem ubačenih čavala.
... da se u vodom napunjenu čašu može ubaciti velika količina soli a da se voda ne prelije preko ruba čaše?

Gdje je tu fizika
Kohezijske sile na površini tekućine stvaraju napetu opnu koja u dodiru s drugim sredstvima stvara zakrivljenu površinu. Ona može biti udubljena, kada su veće adhezijske sile, ili izbočena, ako nadvladaju kohezijske sile. Deterdženti i sapuni smanjuju površinsku napetost vode.

Model Kartezijeva ronioca

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• čačkalica ili šibica (drveni štapić)
• plastelin
• plastična boca s čepom
• voda

Postupak izvođenja:
Na kraj čačkalice nalijepi kuglicu plastelina tako da može uspravno plivati u vodi. Ulij vodu u bocu. Plovak stavi u bocu. Bocu dobro začepi. Rukom čvrsto stisni bocu. Lagano popuštaj stisak.

Što se događa?
Zašto „plivač” putuje?

Zašto se to događa?
Kada plovak ima neznatno veću gustoću od gustoće vode, on pliva djelomično uronjen u vodu. Stiskanjem boce tlak se prenosi na tekućinu u svim smjerovima pa voda stlači mjehuriće zraka u porama drva na manji obujam, a oslobođeni prostor popuni voda. Tako se povećala prosječna gustoća plovka te on tone. Otpustiš li stisak, mjehurići zraka se opet rašire i istiskuju vodu iz pora drva gustoća plovka se smanji pa on izranja.

A znaš li...
... da je areometar sprava za mjerenje gustoće tekućine koja funkcionira prema sličnom načelu? ... da sve ribe, osim morskih pasa, imaju riblji mjehur koji služi kao hidrostatički organ? Riblji mjehur je tjelesna šupljina ispunjena plinom koja može mijenjati obujam i u skladu s time razlika uzgona i sile teže gura ih gore ili dolje. Samo ribe koje žive na dnu (odrasle plosnatice) nemaju zračni mjehur.
... da prema sličnom načelu radi podmornica? Ona ima tankove koji se uz pomoć sisaljki mogu puniti i prazniti vodom ili zrakom. Reguliranjem punjenja tankova može se postići da podmornica zaroni, lebdi ili izroni.

Gdje je tu fizika
Tlak u tekućini koji nastaje djelovanjem vanjskih sila (hidraulički tlak) širi se kroz tekućinu jednako u svim smjerovima (Pascalov zakon). Kada se uronjenom tijelu smanjuje obujam, povećava mu se prosječna gustoća koja može postati veća, jednaka ili manja od gustoće vode pa tijelo tone, lebdi ili pliva u vodi.

Gledanje zvuka

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• limenka (npr. od Coca Cole)
• balon
• selotejp
• komadić zrcala ili aluminijske folije

Postupak izvođenja:
Limenki odreži oba kraja tako da postane valjak.Na jedan kraj razapni gumu od balona Dobro zalijepi salotejpom.To je improvizirani „bubanj“. Na nj (u sredinu gume balona) zalijepi komadić zrcala ili aluminjskefolije. Postavi se ispred prozora tako da svjetlost pada na bubanj/zrcalo/foliju i govori u taj bubanj s druge strane kao u mikrofon.

Što se događa?
Balon, tj. zrcalo vibrira i reflektira na zidu sunčevu svjetlost u raznim svjetlosnim oblicima ovisno o tome kakve zvukove proizvodiš.

Zašto se to događa?
Zvuk je mehanički val i nastaje vibracijama.

Voda putuje užetom

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• igla
• plastična čaša
• veća posuda
• 20 cm užeta
• voda

Postupak izvođenja:
Iglom probuši rupicu na gornjem dijelu plastične čaše, Uvuci uže i zaveži čvor s unutarnje strane čaše koju zatim skoro do vrha napuni vodom. Pripremimo veću posudu. Čašu dignemo s lijevom rukom iznad posude, a slobodni kraj užeta omotamo oko kažiprsta desne ruke. Nategnemo uže i spuštamo prst prema posudi.

Što se događa?
Voda putuje užetom do kažiprsta i kapa u posudu.

Zašto se to događa?
Zbog površinske napetosti molekule koje su bliže površini vode u čaši organiziraju se tako da stvaraju elastičan oblik sličan cijevi kojim voda curi po užetu do prsta i kapa u posudu.

Modeli kristalne rešetke

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• kuglice od stiropora ili plastelina
• čačkalice, plastične slamke ili drveni štapići (za ražnjiće)

Postupak izvođenja:
Od kuglica i štapića formiraj modele kristalne rešetke.

Ocean u boci

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• manja ili veća plastična boca
• plava boja za domaćinstvo
• malo pijeska ili kamenčića
• jestivo ulje (npr. suncokretovo)
• male plastične igračke; školjkice, brodići, ribice, morske zvjezdice...
• voda
• po želji - plave ili srebrne šljokice
• univerzalno ljepilo

Postupak izvođenja:
S boce skinite etikete i očistite ostatke ljepila. U bocu stavite malo pijeska ili kamenčića. Bocu do pola napunite vodom. U vodu uspite nekoliko kapi plave boje. Bocu protresite i po potrebi dodajte još boje da biste dobili željenu nijansu plave. Po želji dodajte šljokice. U bocu stavite morske figurice. Ostatak boce ispunite uljem. Ulje i voda se neće izmiješati, ali kad bocu protresete (ili je pomičete naprijed-nazad), ulje će stvoriti zadivljujući efekt sporih valova. Dobro obrišite čep i grlo boce pa čepom čvrsto zatvorite bocu.

Što se događa?
Ulje ima veću viskoznost od vode pa se poremećaj može usporeno promatrati. Boca se postavi vodoravno, a laganim uzdizanjem boce na jednome kraju proizvede se val.

Zašto se to događa?
Tako se može demonstrirati i nastajanje tsunamija: Valovi u dubokoj vodi gibaju se velikom brzinom i imaju veliku valnu duljinu. Uži dio boce predstavlja plitku vodu u blizini obale. U plitkoj se vodi brzina vala smanji pa se smanji i duljina vala, ali se poveća njegova visina pa val postaje razorniji

Vrtlarske konstrukcije kružnice i elipse

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• papir
• ploča od pluta ili stiropora
• 2 čavlića
• konac ili uže
• olovka

Postupak izvođenja:
Konstrukcija kružnice: na plutenu ploču postavimo papir, u sredinu zabodemo čavlić. Oko čavlića omotamo konac na čiji drugi kraj pričvrstimo olovku (ili držimo kredu). Držeći konac napetim kružimo olovkom oko čavlića i na papiru ocrtavamo kružnicu. Konstrukcija elipse: na plutenu ploču postavimo papir pa u nj zabodemo 2 čavlića. Odrežemo konac veće duljine nego što je udaljenost čavlića pa ga zavežemo oko oba čavlića. Držeći konac napetim kružimo olovkom oko ćavlića i na papiru ocrtavamo elipsu.

Zašto se to događa?
Kružnica je skup svih točaka ravnine koje su jednako (polumjer) udaljene od jedne točke ravnine (središta kružnice). Elipsa je skup svih točaka ravnine za koje vrijedi da je zbroj njihove udaljenosti od dviju točaka (žarišta) ravnine jednak.

Zašto je na ekvatoru toplije nego na polu

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• ručna svjetljika
• list papira na kvadratiće

Postupak izvođenja:
Uperi svjetlosni snop na papir okomito na ravninu papira. Zatim nagni svjetiljku, odnosno svjetlosni snop tako da s ravninom papira zatvara mali kut. Motri veličinu kruga kojeg na papiru ocrtava svjetlosni snop.

Što se događa?
Kad svjetlost pada na papir okomito svjetlosni krug na papiru je manji. Kad svjetlost pada pod malim kutem svjetlosni trag na papiru je veći i ovalan.

Zašto se to događa?
I krug i oval proizvodi ista svjetiljka što znači da cijeli oval prima istu količinu svjetlosti, odnosno svjetlosne energije kao i krug u prvom slučaju. No, površina ovala je veća od površine kruga što znači da svaki njegov kvadratić prima manju količinu svjetlosne energije nego u prvom slučaju.

A znaš li...
.. je promjena kuta upada Sunčeve svjetlosti na površinu Zemljerazlog postojanja godišnjih doba. Kut upada se mijenja zbog Zemljine vrtnje oko Sunca i nagnutosti Zemljine osi u odnosu na ravninu njezne vrtnje oko Sunca.

Gdje je tu fizika
Kut upada Sunčeve svjetlosti na površinu Zemlje je na polovima uvijek manji od kuta upada na ekvatoru.

Eksplozija kokica

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• kukuruz za prženje (kokice, popcorn)
• posuda s poklopcem
• maslinovo ulje
• plamenik/štednjak

Postupak izvođenja:
Od kukuruza ispržimo kokice (eng. popcorn).

Što se događa?
Zašto prilikom prženja čujemo prasak? Zašto uopće kokice “pucaju”?

Zašto se to događa?
Jezgra kukuruza je vlažna i zatvorena u tvrdoj ljusci koja ne propušta zrak (hermetična). Zagrijavanjem vlaga isparava, a nastali plin se daljnjim zagrijavanjem širi. Kada tlak na ljusku postane dovoljno velik jezgra eksplodira.

Papirnata zmija

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• tanki karton ili malo teži papir
• škarice
• konac
• izvor topline (svjetiljka ili radijator)
• olovka s gumicom
• čavlić ili igla
• postolje za olovku (kalem konca ili plastelin)

Postupak izvođenja:
Pokus je jednostavnije izvesti ubadanjem štapića za ražnjiće u vosak svijeće te postavljanjem glave zamotane zmije na vrh štapića. Na papiru nacrtaj zamotanu zmiju, škaricama je razreži pa joj glavu čavlićem prčvrsti za gumicu od olovke. Stavi je kraj izvora topline.

Što se događa?
„Zmija“ se vrti, pleše.

Zašto se to događa?
Izvor topline grije okolni zrak i on se diže pa uzrokuje vrtnju papirnate zmije.

Sol i papar

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• malo soli i papra
• plastična žlica
• vunena krpica

Postupak izvođenja:
Na stol pospi vrlo malu količinu soli i papra te ih promiješaj. Kako ih ponovno razdvojiti? Plastičnu žlicu ili plastičnu foliju natrljaj vunenom krpicom i približi mješavini.

Što se događa?
Zrnca papra se hvataju žlice.

Zašto se to događa?
Zrnca papra su lakša od zrnaca soli i privučena su električnom silom za elektriziranu plastičnu žlicu.

A znaš li...
.. jelo možemo posoliti plastičnom žlicom koju natrljamo vunenom krpicom. Kad približimo žlicu soljenki zrnca soli će biti privučena elektriziranom žlicom i «lijepiti» se na nju.
.. se zabavan pokus može izvesti s papirićima izrezanima u obliku lutkica koje se stave na metalnu pločicu između dviju knjiga? Na knjige se položi staklena pločica tako da papirnate lutkice ostanu ispod nje. Ako vunenom krpicom trljamo staklenu pločicu, ona postaje pozitivno elektrizirana i privlači papir pod staklom pa se čini da lutkice skakuću.